摘　要：本文論述了產(chǎn)生爆炸的三個基本因素，并從燃?xì)忮仩t房的角度闡述了在電氣設(shè)計中提高防爆安全的基本措施。

關(guān)鍵詞：基本因素；爆炸極限；爆炸危險區(qū)域；電氣設(shè)計

1 造成爆炸的三個基本因素

1.1釋放源

可釋放出能形成爆炸性物質(zhì)所在的位置或地點稱之為釋放源。密閉容器和通道本身不視為釋放源，當(dāng)事故情況或在正常操作過程中產(chǎn)生易爆可燃物質(zhì)外泄時，則被看作釋放源。釋放源應(yīng)按照易燃物的釋放頻率和持續(xù)時間的長短進(jìn)行分級。對于有爆炸危險的物質(zhì)，最重要的是努力保證不發(fā)生外泄。然而，這種外泄是不可避免的，如自動儀表、自動分析表計和閥門等等。因此，在設(shè)計中，必須考慮電氣設(shè)備在這種環(huán)境中長期正常工作的設(shè)備防爆問題。

1.2點燃源

明火、火花、化學(xué)反應(yīng)熱和熱物體表面等都可以起到點燃作用，成為點燃源。而電氣設(shè)備，如開關(guān)、刀閘、磁力起動器等分和過程中產(chǎn)生的電弧以及電氣設(shè)備表面的熱積累都有可能成為點燃源。在電氣設(shè)計中最主要的就是要防止因電氣設(shè)備導(dǎo)致點燃的為題。

1.3爆炸濃度

爆炸性氣體與空氣混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物。這種比例稱之為爆炸濃度。當(dāng)混合物的濃度超過爆炸濃度的上限或低于爆炸濃度的下限時，都不會發(fā)生爆炸。在上限與下限的危險區(qū)域之間；特別是下限，由于低于下限的混合物經(jīng)過積累，隨時都有可能達(dá)到爆炸濃度下限而被點燃。因此，在燃?xì)忮仩t房的設(shè)計中注意對爆炸混合物濃度的檢測，并加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)。釋放源、點燃源和爆炸濃度時產(chǎn)生爆炸的三個基本條件，缺一不可。因此在燃?xì)忮仩t房內(nèi)，電氣設(shè)計的防爆措施應(yīng)從這三個方面來考慮。

2 電氣設(shè)計中提高防爆安全的措施

2.1規(guī)劃設(shè)備選型，避免成為點燃源

防止電弧及電火花的外泄，降低電氣設(shè)備的表面溫度，在爆炸性氣體環(huán)境中，按照有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，正確選用合適的防爆電器，是保證安全生產(chǎn)、防止爆炸和火災(zāi)發(fā)生的重要措施。防爆電器的基本保護(hù)措施就是運(yùn)用新型材料，提高絕緣等級，加強(qiáng)設(shè)備散熱，從設(shè)備的設(shè)計和制造水平上提高本身的安全性。按類型分為隔爆型、增安型 、本質(zhì)安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、特殊型。主要品種有防爆轉(zhuǎn)換開關(guān)及刀開關(guān)、防爆空氣自動開關(guān)、工廠用防爆磁力起動器、防爆控制按鈕、防爆操作柱、防爆行程開關(guān)、防爆插銷、防爆接線箱、防爆接線盒、防爆管件及密封材料、防爆電磁鐵及防爆電磁閥等。

選擇防爆電器，必須對設(shè)備所在場所進(jìn)行分區(qū)。根據(jù)國標(biāo)《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》GB50041-1992，電氣部分第13.2.2條中：燃油調(diào)壓間、燃油泵房、煤粉制備間、碎煤機(jī)間和運(yùn)煤走廊等有爆炸和火災(zāi)危險場所等級的劃分，必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。陜西某焦化廠尾氣的相對密度為：1.1，參照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92，第2.3.1條注2：相對密度大于0.75的爆炸性氣體規(guī)定為重于空氣的氣體；參照第2.3.3條爆炸危險區(qū)域劃分，在封閉建筑物內(nèi)，對于易燃?xì)怏w重于空氣、通風(fēng)良好且為第二級釋放源的生產(chǎn)裝置區(qū)，即鍋爐房及有天然氣管線進(jìn)出的房間內(nèi)為2區(qū)[指在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境]。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006，第3.1.1條，鍋爐房是利用焦化廠尾氣作為燃料，進(jìn)行燃燒作其它用的生產(chǎn)。由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，屬于乙類生產(chǎn)火災(zāi)危險性。依據(jù)第3.1.1條3項條文解釋，“乙類”第1項：只有少數(shù)可燃?xì)怏w額爆炸下限大于10%，在空氣中較難達(dá)到爆炸濃度，所以將爆炸下限大于10%的氣體劃分為乙類。但任何一種可燃?xì)怏w的火災(zāi)危險性不僅與其爆炸下限有關(guān)，而且還與其爆炸極限范圍值、點火能量、混合氣體的相對濕度等有關(guān)，使用時應(yīng)多加注意。同時依據(jù)第3.1.1條3項條文解釋，“丁類”第2項：雖然利用氣體、燃料或固體為燃料進(jìn)行燃燒，是明火生產(chǎn)，但均在固定設(shè)備內(nèi)燃燒，不易造成火災(zāi)。雖然也有一些爆炸事故，但一般多屬于物理性爆炸，如鍋爐房、石灰焙燒、高爐車間等的生產(chǎn)。

上述兩個規(guī)范的對比看出，利用焦化廠尾氣生產(chǎn)的燃?xì)忮仩t房，由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，因此在實際運(yùn)行中，應(yīng)該劃分為爆炸2區(qū)。在確定分區(qū)以后，根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92對于各分區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備防爆等級的要求，嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的選擇符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的防爆電氣設(shè)備。并在滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下，應(yīng)減少防爆電氣設(shè)備的數(shù)量。

2.2加強(qiáng)通風(fēng)，降低有燃燒爆炸危險氣體的濃度

防止爆炸性氣體混合物的形成，或降低爆炸性氣體混合物的濃度，宜采取以下措施：

A、工藝裝置采用露天或敞開式布置；

B、設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置

C、在爆炸危險環(huán)境內(nèi)設(shè)置正壓室；

D、對區(qū)域內(nèi)易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點設(shè)置自動測量儀器裝置，當(dāng)氣體濃度接近爆炸下限值的50%時。應(yīng)能可靠的發(fā)出信號或切斷電源。

防爆場所的通風(fēng)一般有兩種方式：自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)由建筑專業(yè)設(shè)計考慮。機(jī)械通風(fēng)由暖通專業(yè)設(shè)計考慮。在燃?xì)忮仩t房內(nèi)設(shè)計可燃?xì)怏w濃度報警裝置和火災(zāi)報警裝置。可燃?xì)怏w濃度報警裝置按照可燃?xì)怏w爆炸下限20%設(shè)置報警點，其控制過程如下：

2.3注意爆炸性氣體環(huán)境電氣線路設(shè)計和溝道封堵

防爆區(qū)域內(nèi)電纜及其導(dǎo)線的設(shè)計是十分重要的一個環(huán)節(jié)。除了從電纜型號上選用阻燃或者防爆電纜之外，由于電纜斷開點及其絕緣老化問題，電纜通道和電纜穿管的密封不好，是電纜成為防爆設(shè)計各環(huán)節(jié)中最薄弱的環(huán)節(jié)。

在防爆區(qū)域電氣設(shè)計中最常見的缺陷就是電纜通道的密封問題。根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92的規(guī)定，當(dāng)可燃?xì)怏w比空氣重時，電纜線路應(yīng)在較高出敷設(shè)或直接埋地。架空敷設(shè)時宜采用電纜橋架；電纜溝敷設(shè)時應(yīng)充砂，并宜設(shè)置排水設(shè)施。敷設(shè)電氣線路的溝道、電纜橋架火舌鋼管，所穿過的不同區(qū)域之間墻或樓板處的孔洞，應(yīng)采用防火材料嚴(yán)密封堵。

由于在電氣設(shè)計中不注明密封標(biāo)識，甚至不注明密封要求。在現(xiàn)場施工中容易遺漏。使電氣防爆的可靠性大大降低。因此，在此部分電氣設(shè)計中，必須嚴(yán)格執(zhí)行《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92中第2.5.12條的要求，并認(rèn)真在施工中實施。

3 總結(jié)

燃?xì)忮仩t房的電氣設(shè)計，要針對構(gòu)成爆炸的三個基本因素采用完整的防范措施，做到既經(jīng)濟(jì)又有效防止爆炸發(fā)生。在燃?xì)忮仩t房的電氣施工中，必須按照規(guī)范嚴(yán)格認(rèn)真的進(jìn)行施工，從根本上達(dá)到工程設(shè)計的防爆要求。危機(jī)族的安全運(yùn)行打好堅實的基礎(chǔ)。

(本文作者：李清 陜西省電力設(shè)計院 陜西西安 710054)